5,12. Основны термодинамического расчёта газотурбинных установок. Определение основных показателей гту: мощность, кпд.
В
основе лежат законы идеальных газов.
Все расчёты ведутся с использованием
идеальных газов.
Р
абочим
телом в цикле ГТУ принято считать
идеальный газ, подчиняющийся уравнению
Клапейрона (PV=RT)
в силу того, что газ в цикле установки
находится под относительно невысоким
давлением. Отсюда непосредственно
следует, что основные функции рабочего
тела ГТУ — энтальпия (h)
и теплоёмкость при постоянном давлении
сp
являются
функциями только температуры, а
коэффициент Джоуля-Томсона равен нулю,
Dh=О.
Общепринятые методы термодинамических исследований и расчетов газотурбинных установок построены на основе адиабатических эталонов. Адиабатические процессы в качестве эталонных приняты на том основании, что из всех термодинамических процессов они являются наиболее близкими к реальным процессам, а расчетные соотношения при этом получаются наиболее простыми.
Определим основные параметры ГТУ на основании обратимых процессов. Обратимые процессы не определяют фактического состояния агрегата, но позволяют посмотреть от чего и как зависит искомое тело. Переход к реальным показателям осуществляется за счёт введения относит. КПД, хар-х процесса сжатия, расширения.
См.рис.2.
.
Мощность:
,
где Gсек
– секундный расход воздуха через ОК,
Cpm
– теплоёмкость воздуха при пост. Давл-и,
а t1
и t2
– темп-ы на входе и выходе из ОК
6. Камера сгорания гту, принцип ее работы, характеристики.
КС-устройство для сжатия топливного газа при условиях: достаточно эффективны кпд 0.98, надежны (моторесурс 40-50 тыс. часов) ремонтно-пригодны в условиях компресс. стадии, обеспечивать минимум введенных веществ при сжатии топлива, исключить пульсацию продуктов сгорания в пределах КС, обеспечив теплоту сгорания
К
С
конструктивно подраздел:
А) высотные (одиночные) для ГТУ с регенерацией теплоты
Б) встроенные (кольцевые, секционные) располагается между ОК и ГТ по ходу продуктов сгорания, уменьшение компактности и массы.
Принцип работы:
Воздух после ОК или регенератора поступает на вход КС и раздел на 2 потока. Меньшая часть проходит Завихритель и поступает в жаровую трубу и непосредственно участвует в сжатии топлива. Второй поток проходит между корпусом и жаровой трубой охлаждает ее и через щели в обечайках частично поступает в жаровую трубу, предохраняя внутреннюю полость от прогорания; он турбулизирует процесс продукта сгорания за счет струек в конце КС вторичный воздух через смесит окна и поступает в жаровую трубу и снижение температуры продуктов сгорания до величины обусловливающей жаростойкостью лопаток
В КС должна обеспечиваться равномерность и плотность сжатия топлива. Если допустить что скорость сгорания топлива выше поступления его через горелки то происходит проскок пламени; если допустить что Vпоступления выше скорости сгорания, то произойдет заброс пламени на лопатки турбины.
Для исключения погасания факела КС установлена дежурная горелка. В кольцевых КС используется пламя перекидные трубки предназначенные для равномерности работы всех установленных камер.
Основными характеристиками КСг являются: